CN103124038B - 移动通信射频同轴连接器的柔性自动化组装机器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种移动通信射频同轴连接器的柔性自动化组装机器，包括有上下料系统、组装系统、工装夹具系统、旋转工作盘系统、固定工作台系统、人机界面控制系统。本发明取代了传统的手工作业，大幅提高了生产效率，降低了操作技能和劳动强度，减少了占地面积，保证了产品质量的一致性，提供了产品的品质。本发明的上下料系统、组装系统、工夹具系统，以及PLC控制系统具有调整或变换性，可适应不同型号规格连接器生产对象，具有的柔性化和柔性自动化的特点。本发明综合性地实现了整机的紧凑性、可靠性、安全性、准确性、快捷性、灵活性、方便性、经济性的高度统一；因此，在国内和国际的移动通信射频同轴连接器制造业中实现了新突破。

Description

移动通信射频同轴连接器的柔性自动化组装机器

技术领域

本发明涉及一种产品柔性自动化组装系统，特别涉及一种移动通信用射频同轴连接器的柔性化和自动化组装机器。

背景技术

移动通信射频同轴连接器是移动通信射频微波设备中的关键器件，随着中国及全球正在兴起的TD-LTE第4代移动通信技术的应用，对移动通信射频同轴连接器提出了更高的要求，一方面是性能质量需要提升，另一方面是制造成本需要降低；为了迎合第4代移动通信市场的新兴发展，射频同轴连接器必须高可靠地满足与射频微波传输系统的阻抗匹配，以及低的反射系数和低的交调失真；要达到这些电性能要求，除了保证制造过程中零部件的品质精确度外，同时，还要保证组装过程中同轴度和位置度的准确度，以及实现生产高效益。

移动通信射频同轴连接器属于射频微波通信系统中的一种机电一体化器件；一般由主体、中心导体、前绝缘体、后绝缘体、压环、螺套、卡簧、弹性套、固定座、密封平型圈、密封O型圈等部件组成，或型号规格不同的5～12个部件组成。

现有的组装工艺技术方法是，由人工在工作台前组成纵向或横向生产线，各工序利用专用的工装夹具在手动或气动机械下操作完成整个组装过程。

这个过程一般按以下工序流程：

1）预先将中心导体装入前绝缘体-称为组件A；

2）预先将弹套装入固定座-称为组件B；

3）将组件A装入主体-称为组件C；

4）将后端绝缘体装入组件C--称为组件D；

5）将压环装入组件D-称为组件E；

6）将密封平垫圈装入组件E-称为组件F；

7）将卡簧装入组件F-称为组件G；

8）将螺套装入组件G-称为组件H；

9）将组件B旋入组件H-称为组件I；

10）将密封O型圈装入组件I-至此完成这个过程。

移动通信射频连接器一般要经过上述10道组装工序，方可完成整个组装程序。其中，对于上述工序1）、3）、5）这三道工序还必须进行100%的同轴度和位置度的检测，用于剔除不合格品。况且，移动通信射频同轴器产品市场属于一种专业性和针对性强、电性能和机械及耐环境性能要求高、品种多、变化快、周期短的中小批量属性的产品市场，业内人士称该产品属性为：“短-频-快”。

因此，人工的生产线不仅生产效率低，资源消耗高，劳动强度大；而且组装的精确性和准确性差，不合格零部件的预防以及组装后的质量检测误差大、难度高。致使移动通信射频同轴连接器的质量和产量不能更好地满足市场的需求，企业在国内和国际市场上的竞争力也得不到发挥。所以，开发一种移动通信射频同轴连接器柔性自动化组装机器就显得十分重要和必要。

发明内容

本发明的发明目的是为了克服现有技术中的上述缺陷以及适应现有市场产品属性的同时，提供一种移动通信射频同轴连接器柔性自动化组装机器，一方面能有效地解决生产效率低、资源消耗高、控制难度大等技术质量问题，另一方面能有效地解决通过对本机器工装夹具和软件程序的调整或切换，适用不同型号规格产品的“短-频-快”生产组织问题；即解决“柔性化+自动化”的问题。

为实现上述目的，本发明实现并提供了如下技术方案：

     一种移动通信射频同轴连接器柔性和柔性自动化组装机器包括：上下料系统、组装系统、工装夹具系统、旋转工作盘系统、固定工作台系统、人机界面控制系统。

该上下料系统包括有：主体上料机构、卡簧上料机构、密封平垫圈上料机构、螺套上料机构、中心导体/前绝缘体上料机构、后绝缘体/压环上料机构、固定座上料机构、弹套上料机构、密封O型垫圈上料机构，成品下料机构。

该组装系统包括有：组装卡簧机构、组装密封平垫圈机构、组装螺套机构、组装中心导体/前绝缘体机构、组装后绝缘体/压环机构、组装固定座机构、组装弹套机构、组装密封O型圈机构。

该工装夹具系统包括有：主体和固定座上下料盒、振动盘及流道上的几何特征检测装置、固定工作台上的错位工装夹具、旋转工作盘上的载具座套、旋转工作盘分度限位及夹具。

该旋转工作盘系统包括有：盘机架、旋转盘。

该固定工作台系统包括有：台机架、台面。

该人机界面控制系统包括有：电路部分、气路部分、PLC中心控制部分、显示屏及操作按钮部分。

作为一种优选技术方案，所述的主体上料机构和固定座上料机构分别采用料盒阵列模式；由人工将若干层装有主体（或固定座）零件的料盒一次性放入固定工作台上的滑动托架，每层矩形阵列排布有若干数量的主体（或固定座）零件；在电脑指令的控制下，料盒在水平面上由伺服马达驱动丝杆沿X轴方向移动，而固定工作台上的机械手在水平面上由伺服马达驱动丝杆沿Y轴方向移动，通过该机械手上的夹具按顺序准确地抓取一个主体零件，并送至旋转工作台上的载具座套。该上料机构对料盒的运转方式为：装有零件的料盒由上向下纵向重叠若干层，并由料盒夹具托住第二层以上的料盒；以实现第一层料盒沿X轴方向移动，直至最底层料盒中的零件全部用完后，伺服马达驱动丝杆沿X轴方向移动，将底层卸空料盒驱动到空位后伺服马达驱动丝杆复位；同时，第二层装有零件的料盒落下，第三层装有零件的料盒被夹具托住；以此往复，直至装有零件的料盒3011运行至最后一层时，则由人工再次重叠加入若干层。

而被卸空的料盒由4#伺服马达驱动丝杆沿X轴方向移动至空位托架上，此时，空位架下面的气缸将其顶托起一层，预留出下一层空料盒的重叠位置；以此往复，直至空料盒上升至最顶层时，则由人工卸下若干层空料盒。因此，实现了实现了所述料盒的循环和主体（或固定座）零件的平稳及无磕碰上料动作。

作为一种优选技术方案，所述的卡簧等其余零件上料机构分别采用振动盘及流道组合模式；尤其是卡簧零件为C型开口环状，零件之间容易相互钩结在一起，该上料机构不仅需要解开零件之间的钩结，而且还要剔除不合格品和找正方向顺序上料。所述的振动盘及流道在电磁铁和弹簧片的作用下高频率地振动和顺时针往复转动，将卡簧轻微抛起，当卡簧落下时会高频率地跌撞在振动盘内所设置的凸圆柱上，被打散的卡簧随机进入流道；未打散的卡簧则不能进入流道继续在振动盘内振动；所述的流道上分别设置有方向识别筛选装置和不合格品识别筛选装置，所述卡簧的有缺陷或方向不对时则被自动排出流道，以此往复；实现了卡簧等零部件的顺序和方向性上料动作。

作为一种优选技术方案，所述的成品下料机构采用机械手和输送带模式；该机构是将组装完成的成品，再次将固定座与主体之间作一次顺时针旋合，然后再从旋转工作盘上抓起沿Y轴方向送到输送带上；该机构设置有步进电机执行旋合动作，纵向气缸和曲柄连杆组合执行上下及夹紧与松开动作，水平气缸执行Y轴方向动作；该机构在电脑程序控制下作上述的复合往复运动，输送带连续运行，实现了成品的自动排序下料动作。

作为一种优选技术方案，所述的装卡簧机构是为装螺套作准备；卡簧零件为C型开口环状，卡簧通过振动盘依次经检测装置从流道上被送到固定工作台上的卡簧错位工装内；工装内的光纤感应器感应到卡簧，感应器将信息传递给PLC中心控制模块，PLC发出指令由错位块气缸将卡簧推到旋转工作盘下的环形圆柱上，圆柱与气缸活塞连接；当卡簧被卡到圆柱上后，气缸动作推动圆柱面上的卡簧向上移动，而旋转工作盘上的主体被上气缸压住；通过卡簧的向上移动，卡簧零件被卡在了主体零件上的环形槽内。因此，实现了卡簧的预装。

作为一种优选技术方案， 所述的装螺套机构是实现卡簧收口与螺套压入的装置；螺套是有内螺纹及内环形卡槽的零件，螺套经振动盘依次从流道上被送到固定工作台上的螺套工装错位块内，错位块内的光纤感应器感应到螺套，感应器将信息传递给PLC中心控制模块，PLC发出指令由错位块气缸将螺套推到旋转工作盘下的顶杆上，顶杆与气缸活塞连接，推动顶杆上的螺套向上移动，同时，在卡簧（在前道工序已装入）的外径方向的两个对称气缸动作，推动收口工装将卡簧收口，使卡簧的外圆与主体外圆保持平齐状态，而旋转工作盘上的主体零件被气缸压住，另一气缸同时压住卡簧端面；当螺套继续向上移动时，螺套内孔进入到主体和卡簧端面，此时，收口工装气缸松开，螺套顶杆在气缸的推动下继续向上移动，至止卡簧进入到螺套内孔的环形卡槽内，卡簧在径向弹性力作用下则自动涨开将螺套零件及主体零件同时卡住；因此，实现了螺套、卡簧和主体的组装。

作为一种优选技术方案，所述的组装中心导体/前绝缘体机构采取预装再组装同步连动模式；该机构设置有双单元纵向平行机械手。在该组装机构工位上的中心导体、前端绝缘体零件分别由振动盘经流道进入到固定工作台上的错位工装，被光纤感应器检测到后，流道中的绝缘体被推至另一流道中心导体前方位置，此时 ，该机构上的双单元纵向平行机械手移动到上述错位工装的上方，当该双单元机械手落下时；则其中第二单元机械手通过吸真空电磁阀将预装好的中心导体/前绝缘体吸住（首次动作时，有一次空行程。），与此同时，第一单元机械手，也通过吸真空电磁阀将中心导体零件吸住；经第一单元机械手提起后，伺服马达驱动曲柄连杆向Y轴方向移动至旋转盘上的载具座套的上方，双单元机械手同时落下，其中第二单元机械手将中心导体/前绝缘体组件装入载具座套工位上的主体零件内，而其中第一单元机械手也将中心导体装入到了前绝缘体中；此时光纤感应器对同轴度进行检测；所述的双单元纵向平行机械手在伺服马达驱动下带动曲柄连杆沿Y轴作复合的往复运动，前绝缘体工装在错位气缸的驱动下沿X轴作往复运动；因此，实现了中心导体零件与前绝缘体零件预装，以及与主体组装的同步动作。

作为一种优选技术方案，所述的组装弹套机构采取机械手对弹套整形后再组装模式，弹套为大小头的管状开槽零件；通过振动盘和流道上的装置使弹套零件大头朝下，并按序送达到固定工作台上的错位工装内；此时，光纤感应器感应到弹套，感应器将信息传递给PLC中心控制模块，PLC发出指令错位气缸动作，将弹套推至机械手上的夹持位置；机械手夹起弹套后，伺服马达驱动曲柄连杆带动机械手沿Y轴方向移动；弹套被机械手夹持到旋转工作盘上的工位上方，当组装好的主体与固定座被旋转工作盘转达到此工位下方时；此时机械手上的气缸压下将弹套零件装入到固定座零件孔内。

作为一种优选技术方案，所述的成品下料机构采用机械手和输送带模式；由旋转盘将组装完成的成品转位到下线工位，在旋转盘中装有载具座套，产成品座在载具座套内，为了检测固定座零件是否与主体零件旋合可靠，再次将固定座零件与主体零件之间作一次顺时针旋合；其具体方式是：气缸推动夹爪工装向下移动，当夹爪工装感应到固定座零件时，则气缸动作驱动夹爪工装将固定座零件夹紧，而主体零件被载具座套契紧；此时，步进马达动作将固定座零件与主体零件螺纹再次顺时针旋紧； 气缸继续驱动夹爪工装将固定座零件夹紧，然后，气缸向上动作将产成品提起，此时，气缸动作将产成品移动到输送带上方，气缸向下动作将产成品放置到到输送带上的流道位置；同时，气缸动作驱动夹爪工装将固定座零件松开，卷带马达驱动输送带持续同步间断运转，上述方式往复运动，实现了成品的自动排序下料动作。

作为一种优选技术方案，所述的工装夹具系统分布在振动盘流道上，以及旋转工作盘和固定工作台上的各个工位上，本发明的特征在于各定位座、夹紧块、旋转夹、压杆轴、测量装置均可根据不同型号规格的产品作相应的调整或互换适应了本机器的柔性化特性。

作为一种优选技术方案，所述的旋转工作盘系统其特征在于：该工作盘为圆形，圆盘上设置有12个工位及定位装置，并与固定工作台上的工位装置相对应；整个旋转工作盘由伺服马达驱动，伺服马达在PLC控制下按360°分为12等份运行一个周，所述的旋转工作盘设置有定位柱，并与固定工作台的V形定位块组成了等分定位和固定的功能；可完成12道以下的工序操作功能。

作为一种优选技术方案，所述的固定工作台系统其特征在于：该工作台是360°围绕着所述的旋转工作盘而设置的固定平台，平台上设置有组装系统中的各机构，以及上下料系统的各机构，同时，还设置有接续由上下料机构传递来的待组装的零件所相适用的工装夹具。

作为一种优选技术方案，所述的人机界面控制系统其特征在于：该显示屏设置在所述的旋转工作盘中心，并可360°正反向转动，工作人员可以在任意角度或方向对控制系统进行操作；所述的显示屏操作部分有生产总数、生产循环时间、总数复位、报警复位、转盘产品清除、连动、启动、手动、选单（其中选项有：手动画面，状态显示，参数设定，马达设定，自动画面）、急停、停止功能。

由上述的技术方案可见，本发明与原有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体表现如下：

1、由于本发明的上料系统对所输送的零件对象具有自动检测的功能，则所组件成的产品质量前端预防有了可靠保证。

2、由于本发明在关键工序上对操作行程、位置度和同轴度具有柔性自动化的精确控制或检测，则组装的几何尺寸及形位公差有了可靠保证。

3、又鉴于上述优点，对组装工艺流程实现了最佳调整和优化。

4、本发明的机器每台需要三人辅助性操作,比原有技术减少操作人员15人；同时，对操作人员的技能和劳动强度均降低了300%。

5、本发明的机器小时产量为大于800件，人均小时产能为267件；比原有技术人均小时产能提高了370%。

6、本发明的机器占地面积约7.5m²/台，比原有技术减少占地面积300%。

7、由于本发明的上下料系统、组装系统、工夹具系统，以及PLC控制系统具有调整或互换模式，可适应不同型号规格连接器生产对象的工作特性，有效地体现了本发明的柔性化+柔性自动化的重要特点。

8、本发明综合性地实现了整机的紧凑性、可靠性、安全性、准确性、快捷性、灵活性、方便性、经济性的高度统一；因此，在国内和国际的移动通信射频同轴连接器制造业中实现了新突破。

附图说明

图1 是本发明典型实施例的各系统组成三维立体图。

图2 是本发明典型实施例的各工位上下料系统俯视图。

图3 是本发明典型实施例的组装系统三维立体图。

图4 是本发明典型实施例的工装夹具系统、旋转工作盘系统、固定工作台系统分布三维立体图。

图5是本发明典型实施例的主体上料机构三维立体图。

图6是本发明典型实施例的卡簧上料机构三维立体图。

图7是本发明典型实施例的组装中心导体/前绝缘体机构三维立体图。

图8是本发明典型实施例的组装螺套机构。

图9是本发明典型实施例的成品下线机构三维立体图。

图10是本发明典型实施例的组装卡簧机构三维立体图。

图11是本发明典型实施例的组装弹套机构三维立体图。

图12是本发明典型实施例的座套载具三维立体图。

图13是本发明典型实施例的旋转工作盘与固定工作台面间的分度/定位结构三维立体图。

图14是本发明典型实施例的电气原理及人机界面控制系统示意图。

附图标识说明：

1000、上下料系统：

1010、主体上料机构（其中：1013-升位气缸，1014-Y轴机械手，1015-料盒夹具，1016-滑动托架，1017-4#伺服马达，1018-5#伺服马达）； 1020、卡簧上料机构（其中：1021-振动盘，1022-凸圆柱，1023-流道）； 1030、密封平垫圈上料机构；1040、螺套上料机构（其中：1041-振动盘，1042-流道）；1050、中心导体/前绝缘体上料机构（其中：1052-流道, 1053-流道）；1060、后绝缘体/压环上料机构；1070、固定座上料机构；1080、弹套上料机构；1090、密封O型垫圈上料机构；1100、成品下料机构（其中：1101-9#气缸，1102-步进马达，1103-8#气缸，1104-5#气缸，1105-卷带马达，1106-输送带，）。

2000、组装系统：

2010、组装卡簧机构（其中：2011-错位气缸，2012-环形圆柱，2013-下气缸，2014-上气缸）；2020、组装密封平垫圈机构；2030、组装螺套机构（其中：2032-4#气缸，2033-1#气缸，2034-2#气缸，2035-5#气缸，2036-3#气缸）；2040、组装中心导体/前绝缘体机构(其中：2041-第一单元机械手,2042-第二单元机械手，2043-曲柄连杆，2044-1#伺服马达)；2050、组装后绝缘体/压环机构；2060、组装固定座机构；2070、组装弹套机构（其中：2071-2#气缸，2072-4#气缸，2073-8#气缸，2074-3#伺服马达）；2080、组装密封O型圈机构。

3000、工装夹具系统：

3010、料盒（其中：3011-盒架）；3020、几何特征检测装置；3030、错位工装夹具（其中：3031-收口工装，3032-夹爪工装，3033-弹套工装）；3040、载具座套；3050、分度限位夹具（其中：3051-活塞杆，3052-滑道，3053-气缸）。

4000、旋转工作盘系统：

4010、盘机架；4020、旋转盘（其中：4021-定位销，4022-内六角螺钉，4023-螺孔，4024-定位孔，4025-定位柱）。

5000、固定工作台系统：

5100、台机架；5200、台面（其中：5201-1#工位，5202-2#工位，5203-3#工位，5204-4#工位，5205-5#工位，5206-6#工位，5207-7#工位，5208-8#工位，5209-9#工位，5210-10#工位，5211-11#工位，5212-12#工位，5213-固定板）。

6000、人机界面控制系统：

6010、电路部分；6020、气路部分；6030、PLC中心控制部分；6040、显示屏及操作按钮部分。

具体实施方式

以下结合附图和附图标识及典型具体实施例，对本发明的结构特征和功效作进一步清楚阐述。

图1示出了本发明的系统组成；包括有上下料系统1000，组装系统2000，工装夹具系统3000，旋转工作盘系统4000，固定工作台系统5000，人机界面控制系统6000。

图2示出了本发明上下料系统1000的组成；包括有主体上料机构1010，卡簧上料机构1020，密封平垫圈上料机构1030，螺套上料机构1040，中心导体/前绝缘体上料机构1050，后绝缘体/压环上料机构1060，固定座上料机构1070，弹套上料机构1080，密封O型垫圈上料机构1090、成品下线机构1100。

该上下料系统1000中的主体上料机构1010具体实施例

详见图2、图5；由人工将若干层装有主体零件的料盒3010一次性放入固定工作台5200上的滑动托架1016，每层矩形阵列排布有若干数量的主体零件；在电脑指令的控制下，料盒3011在水平面上由4#伺服马达1017驱动丝杆沿X轴方向移动，而固定工作台5020上的机械手1014在水平面上由5#伺服马达1018驱动丝杆沿Y轴方向移动，通过该机械手1014上的夹具按顺序准确地抓取一个主体零件，并送至旋转工作台4020上的载具座套3040。该上料机构对料盒3010的运转方式为：装有零件的料盒3010由上向下纵向重叠若干层，并由料盒夹具1015托住第二层以上的料盒；以实现第一层料盒沿X轴方向移动，直至最底层料盒3010中的零件全部用完后，4#伺服马达1017驱动丝杆沿X轴方向移动，将底层卸空料盒3010驱动到空位后4#伺服马达1017驱动丝杆复位；同时，第二层装有零件的料盒3010落下，第三层装有零件3010的料盒又被夹具1015托住；以此往复，直至装有零件的料盒3010运行至最后一层时，则由人工再次重叠加入若干层。

而被卸空的料盒3010由4#伺服马达1017驱动丝杆沿X轴方向移动至空位托架上，此时，空位架下面的气缸1013将其顶托起一层，预留出下一层空料盒3010的重叠位置；以此往复，直至空料盒3010上升至最顶层时，则由人工卸下若干层空料盒。因此，实现了主体零件的平稳和无磕碰上料动作。

该上下料系统1000中的卡簧上料机构1020具体实施例

详见图2、图6；所述的卡簧零件上料机构分别采用振动盘1021及流道1023组合模式；尤其是卡簧零件为C型开口环状，零件之间容易相互钩结在一起，该上料机构不仅需要解开零件之间的钩结，而且还要剔除不合格品和找正方向顺序上料。所述的振动盘1021及流道1023在电磁铁和弹簧片的作用下高频率地振动和顺时针往复转动，将卡簧轻微抛起，当卡簧落下时会高频率地跌撞在振动盘内所设置的凸圆柱1022上，被打散的卡簧随机进入流道1023；未打散的卡簧则不能进入流道1023并继续在振动盘内振动；所述的流道1023上分别设置有方向识别筛选装置和不合格品识别筛选装置3020，所述卡簧的有缺陷或方向不对时则被自动排出流道，以此往复；实现了卡簧等零部件的顺序和方向性上料动作。

该上下料系统1000中的成品下线机构1100具体实施例

详见图2、图9；所述的成品下料机构采用机械手和输送带模式；由旋转盘4020将组装完成的成品转位到下线工位5212，在旋转盘4020中装有载具座套3040，产成品座在载具座套3040内，为了检测固定座零件是否与主体零件旋合可靠，再次将固定座零件与主体零件之间作一次顺时针旋合；其具体方式是：8#气缸1103推动夹爪工装3032向下移动，当夹爪工装3032感应到固定座零件时，则9#气缸1101动作驱动夹爪工装3032将固定座零件夹紧，而主体零件被载具座套3040契紧；此时，步进马达1102动作将固定座零件与主体零件螺纹再次顺时针旋紧； 9#气缸1101继续驱动夹爪工装3032将固定座零件夹紧，然后，8#气缸1103向上动作将产成品提起，此时，5#气缸1104动作将产成品移动到输送带1106上方，8#气缸向下动作将产成品放置到到输送带1106上的流道位置；同时，9#气缸1101动作驱动夹爪工装3032将固定座零件松开，卷带马达1105驱动输送带1106持续同步间断运转，上述方式往复运动，实现了成品的自动排序下料动作。

图3示出了本发明组装系统2000的组成；包括有组装卡簧机构2010，组装密封平垫圈机构2020 ，组装螺套机构2030，组装中心导体/前绝缘体机构2040，组装后绝缘体/压环机构2050，组装固定座机构2060，组装弹套机构2070，组装密封O型圈机构2080。

该组装系统2000中的组装卡簧机构2010具体实施例

详见图3和图10；所述的装卡簧机构是为装螺套作准备；卡簧零件为C型开口环状，卡簧经振动盘1021依次经检测装置3023从流道1023上被送到固定工作台5200上的卡簧错位工装3030内；工装内的光纤感应器感应到卡簧，感应器将信息传递给PLC中心控制模块，PLC发出指令由错位块气缸2011将卡簧推到旋转工作盘4020下的环形圆柱2012上，圆柱2012与下气缸2013活塞连接；当卡簧被卡到圆柱2012上后，气缸2013动作推动圆柱面2012上的卡簧向上移动，而旋转工作盘上的主体被上气缸2014压住；通过卡簧的向上移动，卡簧零件被卡在了主体零件上的环形槽内。因此，实现了卡簧的预装。

该组装系统2000中的组装螺套机构2030具体实施例

详见图3和图8；所述的装螺套机构是实现卡簧收口与螺套压入的装置；螺套是有内螺纹及内环形卡槽的零件，螺套经振动盘1041依次从流道1042上被送到固定工作台5020上的螺套工装3030错位块内，错位块内的光纤感应器感应到螺套，感应器将信息传递给PLC中心控制模块，PLC发出指令由错位块4#气缸2032将螺套推到旋转工作盘下的顶杆上，顶杆与5#气缸2035活塞连接，推动顶杆上的螺套向上移动，同时，在卡簧（在前道工序已装入）的外径方向的两个对称3#气缸2036动作，推动收口工装3031将卡簧收口，使卡簧的外圆与主体外圆保持平齐状态，而旋转工作盘4020上的主体零件被1#气缸2033压住，2#气缸2034同时压住卡簧端面；当螺套继续向上移动时，螺套内孔进入到主体和卡簧端面，此时，收口工装3#气缸松开，螺套顶杆在5#气缸2035的推动下继续向上移动，至止卡簧进入到螺套内孔的环形卡槽内，卡簧在径向弹性力作用下则自动涨开将螺套零件及主体零件同时卡住；因此，实现了螺套、卡簧和主体的组装。

该组装系统2000中的组装中心导体/前绝缘体机构2040具体实施例

详见图3和图7；所述的组装中心导体/前绝缘体机构采取预装再组装同步连动模式。在组装机构2040工位上的中心导体、前端绝缘体零件分别由振动盘经流道1053和流道1052进入错位工装3030，被光纤感应器检测到后，流道1052中的绝缘体被推至流道1053的中心导体前方位置，此时 ，该机构上的双单元纵向平行机械手2041和2042移动到错位工装3030的上方，当该双单元机械手落下时；则其中第二单元机械手2042通过吸真空电磁阀将预装好的中心导体/前绝缘体吸住（首次动作时，有一次空行程。），与此同时，第一单元机械手2041，也通过吸真空电磁阀将中心导体零件吸住；经机械手2061提起后，1#伺服马达2044驱动曲柄连杆2043向Y轴方向移动至旋转盘4020上的载具座套3040的上方，双单元机械手2041和2042同时落下，其中机械手2041将中心导体/前绝缘体组件装入载具座套3040工位上的主体零件内，而其中机械手2042也将中心导体装入到了前绝缘体中；此时光纤感应器对同轴度进行检测；所述的双单元纵向平行机械手2041和2042在1#伺服马达2044驱动下带动曲柄连杆2043沿Y轴作复合的往复运动，前绝缘体工装在错位气缸的驱动下沿X轴作往复运动；因此，实现了中心导体零件与前绝缘体零件预装，以及与主体组装的同步动作。

该组装系统2000中的组装弹套机构2070具体实施例

详见图3和图11；所述的组装弹套机构采取机械手对弹套整形后再组装模式；弹套为大小头的管状开槽零件；通过振动盘和流道上的装置3023使弹套零件大头朝下，并按序送达到固定工作台10#工位5210上的错位工装3033内；此时，光纤感应器感应到弹套，感应器将信息传递给PLC中心控制模块，PLC发出指令2#气缸2071动作，将弹套整形；此后，4#气缸2072动作，将弹套推至机械手下的夹持位置；同时，8#气缸2073压下后提起由机械手夹起弹套，3#伺服马达驱动曲柄连杆2074带动机械手沿Y轴方向移动；弹套被机械手夹持到旋转工作盘上的组装位置上方，8#气缸2073再次压下后提起；弹套零件被装入到固定座零件孔内。

图12示出了本发明工装夹具系统3000中的可互换性工装结构。

该座套载具3040具体实施例

详见图12，所述的座套载具3040承担主体零件的工位转序的职能，从主体上料直至产成品的下料全过程；座套载具3040分别利用两个定位销4021和两个内六角螺钉4022，将座套载具3040安装上旋转盘4020上的两个定位孔4024中，同时，采用两个内六角螺钉4022紧定。其中，座套载具3040可依据不同型号规格的产品对象方便地作出更换；其余工装夹具系统均可相应作出更换。

图13 示出了本发明旋转工作盘4020与固定工作台面5020间的运行分度/定位结构。

详见图13，所述的固定工作台面5020承载着12个工位的组装系统2000，以及连接各工位的上下料系统1000，并承担零件组装前的准确和正准就位。因此，旋转盘4020与固定工作台面5020的精准运行及定位是这样现实的；旋转盘4020上设置有定位柱4025，V形块分度限位分度夹具3050下方设置有滑道3052，所述的V形块3050后面设置有活塞杆3051，活塞杆3051与气缸连接，该整套装置由固定板5213安装在固定工作台面5020上；当旋转盘4020运行时，活塞杆3051气缸在PLC程序控制下 实行精确分度、定位及夹紧。

综上所述，结合图1和图2，对本发明机器的典型工作全过程作以下完整的说明：

   本发明机器典型方案所实施的工艺流程是:

1、主体上料2、装卡簧3、装密封平垫圈4、装螺套5、同步装（前绝缘/中心导体+主体）6、同步上料（压环/后绝缘）7、同步装（压环/后绝缘+主体）8、压压环 9、固定座上料 10、螺旋装固定座  11、装弹套  12、装密封O型圈  13、 成品下线。

首先，打开人机界面控制屏上的自动画面中选单项，对选单项中的参数设定和马达设定作出修改或者确认；然后，由人工将主体零件若干数量装入矩形阵列料盒3010内，料盒3010重叠若干层装入工位5201上的盒架3011；同时，将所有需要组装的零件投入到对应的上料机构中；此时，按下操作屏上的启动按钮，本机器开始运行；主体零件在工位5201按上述［0024］实施例运行；装卡簧零件在工位5202按上述［0025］和［0028］实施例运行；装密封平垫圈零件在工位5203实施运行；装螺套零件在工位5204按上述［0029］实施例运行；装前绝缘/中心导体零件在工位5205按上述［0030］实施例运行；装压环/后绝缘零件在工位5206实施运行；压压环在工位5207实施运行；装固定座在工位5208实施运行；螺旋装固定座在工位5209实施运行；装弹套在工位5210按上述［0031］实施例运行；按密封O型圈在工位5211；成品下线在工位5212按上述［0026］实施例运行。

 以上所述仅是本发明的较典型实施例，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种移动通信射频同轴连接器的柔性自动化组装机器，包括有上下料系统、组装系统、工装夹具系统、旋转工作盘系统、固定工作台、人机界面控制系统，其特征是所述的固定工作台包括有两个部分组成，一是上下料系统固定工作台，二是送料工装系统固定工作台；在送料工装系统固定工作台中央设有旋转工作盘系统，在送料工装系统固定工作台四周设有上下料系统固定工作台；旋转工作盘系统与上下料系统之间由上述的送料工装系统固定工作台衔接组成了本移动通信射频同轴连接器的柔性自动化组装机器的基本机械架构；上述的上下料系统固定工作台上，和送料工装系统固定工作台上，分别按工艺流程顺序设有主体上料机构、卡簧上料机构、密封平垫圈上料机构、螺套上料机构、中心导体/前绝缘体上料机构、后绝缘体/压环上料机构、固定座上料机构、弹套上料机构、密封O型垫圈上料机构、成品下料机构；

所述的主体上料机构、固定座上料机构和成品下料机构分别直接设置在送料工装系统固定工作台上；该工作台上设有料盒进/出功能的滑动托架、机械手、伺服马达、卷带马达、输送带、气缸、曲柄连杆、几何特征检测装置，以及与旋转工作盘衔接的各工位工装夹具，而上述卡簧上料机构、密封平垫圈上料机构、螺套上料机构、中心导体/前绝缘体上料机构、后绝缘体/压环上料机构、弹套上料机构、密封O型垫圈上料机构设置在上下料系统固定工作台上，该工作台上设有振动盘、流道、几何特征检测装置，以及与送料工装系统固定工作台衔接的各工位工装夹具；

所述的旋转工作盘由盘机架支承，旋转工作盘为圆形设计，边缘设有分度限位夹具和若干与送料工装系统固定工作台相衔接的移动工位，各移动工位上设有载具座套；在旋转工作盘中心设有人机界面控制系统操作屏；

所述组装系统包括有：组装卡簧机构、组装密封平垫圈机构、组装螺套机构、组装中心导体/前绝缘体机构、组装后绝缘体/压环机构、组装固定座机构、组装弹套机构、组装密封O型圈机构。

2.根据权利要求1所述的移动通信射频同轴连接器的柔性自动化组装机器，其特征在于所述的主体上料机构和固定座上料机构结构一致，均采用了料盒阵列结构，主体上料机构的结构为：即由人工将若干层装有主体零件的料盒一次性放入固定工作台上的滑动托架，每层矩形阵列排布有若干数量的主体零件，在电脑指令的控制下，料盒在水平面上由伺服马达驱动丝杆沿X轴方向移动，而固定工作台上的机械手在水平面上由伺服马达驱动丝杆沿Y轴方向移动，通过该机械手上的夹具按顺序准确地抓取一个主体零件，并送至旋转工作盘上的载具座套，该上料机构对料盒的运转方式为：装有零件的料盒由上向下纵向重叠若干层，并由料盒夹具托住第二层以上的料盒；以实现第一层料盒沿X轴方向移动，直至最底层料盒中的零件全部用完后，伺服马达驱动丝杆沿X轴方向移动，将底层卸空料盒驱动到空位后伺服马达驱动丝杆复位；同时，第二层装有零件的料盒落下，第三层装有零件的料盒被夹具托住；以此往复，直至装有零件的料盒运行至最后一层时，则由人工再次重叠加入若干层；

而所述的料盒运行特征在于：被卸空的料盒由伺服马达驱动丝杆沿X轴方向移动至空位托架上，此时，空位架下面的气缸将其顶托起一层，预留出下一层空料盒的重叠位置；以此往复，直至空料盒上升至最顶层时，则由人工卸下若干层空料盒。

3.根据权利要求1所述的移动通信射频同轴连接器的柔性自动化组装机器，其特征在于卡簧上料机构、密封平垫圈上料机构、螺套上料机构、中心导体/前绝缘体上料机构、后绝缘体/压环上料机构、弹套上料机构、密封O型垫圈上料机构的结构一致，均采用振动盘及流道组合模式；卡簧上料机构的结构为：卡簧零件为C型开口环状，零件之间容易相互钩结在一起，该上料机构不仅需要解开零件之间的钩结，而且还要剔除不合格品和找正方向顺序上料，所述的振动盘及流道在电磁铁和弹簧片的作用下高频率地振动和顺时针往复转动，将卡簧轻微抛起，当卡簧落下时会高频率地跌撞在振动盘内所设置的凸圆柱上，被打散的卡簧随机进入流道；未打散的卡簧则不能进入流道继续在振动盘内振动；所述的流道上分别设置有方向识别筛选装置和不合格品识别筛选装置，所述卡簧的有缺陷或方向不对时则被自动排出流道，以此往复；实现了卡簧零件的顺序和方向性上料动作；

所述的组装卡簧机构的结构为：卡簧通过振动盘依次经检测装置从流道上被送到固定工作台上的卡簧错位工装内；工装内的光纤感应器感应到卡簧，感应器将信息传递给PLC中心控制模块，PLC发出指令由错位块气缸将卡簧推到旋转工作盘下的环形圆柱上，圆柱与气缸活塞连接；当卡簧被卡到圆柱上后，气缸动作推动圆柱面上的卡簧向上移动，而旋转工作盘上的主体被上气缸压住；通过卡簧的向上移动，卡簧零件被卡在了主体零件上的环形槽内，因此，实现了卡簧的预装。

4.根据权利要求1所述的移动通信射频同轴连接器的柔性自动化组装机器，其特征在于：所述的组装螺套机构的结构为：螺套经振动盘依次从流道上被送到固定工作台上的螺套工装错位块内，错位块内的光纤感应器感应到螺套，感应器将信息传递给PLC中心控制模块，PLC发出指令由错位块气缸将螺套推到旋转工作盘下的顶杆上，顶杆与气缸活塞连接，推动顶杆上的螺套向上移动，同时，在前道工序已装入的卡簧的外径方向的两个对称气缸动作，推动收口工装将卡簧收口，使卡簧的外圆与主体外圆保持平齐状态，而旋转工作盘上的主体零件被气缸压住，另一气缸同时压住卡簧端面；当螺套继续向上移动时，螺套内孔进入到主体和卡簧端面，此时，收口工装气缸松开，螺套顶杆在气缸的推动下继续向上移动，至止卡簧进入到螺套内孔的环形卡槽内，卡簧在径向弹性力作用下则自动涨开将螺套零件及主体零件同时卡住；因此，实现了螺套、卡簧和主体的组装。

5.根据权利要求1所述的移动通信射频同轴连接器的柔性自动化组装机器，其特征在于：所述的组装中心导体/前绝缘体机构采取预装再组装同步连动模式；该机构设置有双单元纵向平行机械手，在该组装机构工位上的中心导体、前端绝缘体零件分别由振动盘经流道进入到固定工作台上的错位工装，被光纤感应器检测到后，流道中的绝缘体被推至另一流道中心导体前方位置，此时，该机构上的双单元纵向平行机械手移动到上述错位工装的上方，当该双单元机械手落下时；则其中第二单元机械手通过吸真空电磁阀将预装好的中心导体/前绝缘体吸住，与此同时，第一单元机械手，也通过吸真空电磁阀将中心导体零件吸住；经第一单元机械手提起后，伺服马达驱动曲柄连杆向Y轴方向移动至旋转工作盘上的载具座套的上方，双单元机械手同时落下，其中第二单元机械手将中心导体/前绝缘体组件装入载具座套工位上的主体零件内，而其中第一单元机械手也将中心导体装入到了前绝缘体中；此时光纤感应器对同轴度进行检测；所述的双单元纵向平行机械手在伺服马达驱动下带动曲柄连杆沿Y轴作复合的往复运动，前绝缘体工装在错位气缸的驱动下沿X轴作往复运动；因此，实现了中心导体零件与前绝缘体零件预装，以及与主体组装的同步动作。

6.根据权利要求1所述的移动通信射频同轴连接器的柔性自动化组装机器，其特征在于：组装弹套机构采取机械手对弹套整形后再组装模式，弹套为大小头的管状开槽零件；通过振动盘和流道上的装置使弹套零件大头朝下，并按序送达到固定工作台上的错位工装内；此时，光纤感应器感应到弹套，感应器将信息传递给PLC中心控制模块，PLC发出指令错位气缸动作，将弹套推至机械手上的夹持位置；机械手夹起弹套后，伺服马达驱动曲柄连杆带动机械手沿Y轴方向移动；弹套被机械手夹持到旋转工作盘上的工位上方，当组装好的主体与固定座被旋转工作盘转达到此工位下方时；此时机械手上的气缸压下将弹套零件装入到固定座零件孔内。

7.根据权利要求1所述的移动通信射频同轴连接器的柔性自动化组装机器，其特征在于：所述的成品下料机构采用机械手和输送带模式；由旋转工作盘将组装完成的成品转位到下线工位，在旋转工作盘中装有载具座套，产成品座在载具座套内，为了检测固定座零件是否与主体零件旋合可靠，再次将固定座零件与主体零件之间作一次顺时针旋合；其具体方式是：气缸推动夹爪工装向下移动，当夹爪工装感应到固定座零件时，则气缸动作驱动夹爪工装将固定座零件夹紧，而主体零件被载具座套契紧；此时，步进马达动作将固定座零件与主体零件螺纹再次顺时针旋紧； 气缸继续驱动夹爪工装将固定座零件夹紧，然后，气缸向上动作将产成品提起，此时，气缸动作将产成品移动到输送带上方，气缸向下动作将产成品放置到输送带上的流道位置；同时，气缸动作驱动夹爪工装将固定座零件松开，卷带马达驱动输送带持续同步间断运转，上述方式往复运动，实现了成品的自动排序下料动作。

8.根据权利要求1所述的移动通信射频同轴连接器的柔性自动化组装机器，其特征在于：所述的工装夹具系统分布在振动盘流道上，以及旋转工作盘和固定工作台上的各个工位上。

9.根据权利要求1所述的移动通信射频同轴连接器的柔性自动化组装机器，其特征在于：所述的旋转工作盘系统的工作盘为圆形，圆盘上设置有12个工位及定位装置，并与固定工作台上的工位装置相对应；整个旋转工作盘由伺服马达驱动，伺服马达在PLC控制下按360°分为12等份运行一个周，所述的旋转工作盘设置有定位柱，并与固定工作台的V形定位块组成了等分定位和固定的功能；能够完成12道以下的工序操作功能；所述的固定工作台为：该工作台是360°围绕着所述的旋转工作盘而设置的固定平台，平台上设置有组装系统中的各机构，以及上下料系统的各机构，同时，还设置有接续由上下料机构传递来的待组装的零件所相适用的工装夹具；

所述的固定工作台的工作盘为圆形，圆盘上设置有12个工位及定位装置，并与固定工作台上的工位装置相对应；整个旋转工作盘由伺服马达驱动，伺服马达在PLC控制下按360°分为12等份运行一个周，所述的旋转工作盘设置有定位柱，并与固定工作台的V形定位块组成了等分定位和固定的功能；能够完成12道以下的工序操作功能。